WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Апробация работы Основные результаты научных разработок, выполненных автором по теме диссертации, представлены на международных и российских конференциях (форумах): «Оптимальное управление мехатронными станочными системами» (УГАТУ, 1999), «Автоматизация и информатизация в машиностроении» (ТулГУ, 2000), «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков» (РГАТА, 2002), «Мехатроника, автоматизация, управление» (УГАТУ, 2005), «Современные организационные, технологические и конструкторские методы управления качеством» (ПГТУ, 2006), «ISICAD-2008. PLM+ERP – информационная среда современного предприятия», (Новосибирск, 2008), «ИТ в промышленности» (МРЦБ, Москва–Уфа, 2008), «Оптимизация процессов резания, разработка и эксплуатация мехатронных станочных систем» (Уфа, 2009), «Компьютерная интеграция производства и ИПИ технологии» и «Современные информационные технологии в науке и практике» (Оренбург, 2009), «Стандартизация информационных технологий и интероперабельность SITOP-2009» (Москва, 2009), «Управление экономическими системами» (Пенза, 2009), «Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения» (Воронеж, 2009) и др.

Публикации По теме диссертации опубликовано 40 научных трудов, в том числе 1 монография, 19 статей в рецензируемых центральных журналах, входящих в перечень ВАК для докторских диссертаций, 3 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы Диссертация состоит из перечня основных сокращений и условных обозначений, введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка лите ратуры (270 наименований) и приложений, содержит 427 страницы машинописного текста, 174 рисунка, 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность задачи создания методологии интегрированной информационной системы для автоматизации технической подготовки и оперативного управления производством в едином информационном пространстве машиностроительного предприятия и оценка ее эффективности.

Сформулирована цель диссертационной работы, перечислены задачи исследований, научная новизна и практическая значимость результатов работы, сведения о реализации основных положений диссертации.

В первой главе обоснована актуальность применения ИАИС в машиностроении в условиях глобализации мировой экономики. По данным консалтинговой компании Gartner Group (США), в мировой экономике процесс «спрос-предложение» разделился на два этапа: с 1945-го по 1980 год – дефицитный рынок, когда спрос превышал предложение и производитель диктовал потребителю цены на изделия; с 1980 года по настоящее время – конкурентный рынок, перелом в соотношении спроса и предложения, то есть цена на изделие стала рыночной. Для получения необходимой прибыли с целью развития, машиностроительные предприятия снижают себестоимость своих наукоемких изделий за счет применения новых промышленных информационных технологий, совершенствования методов организации и оперативного управления дискретным производством.

Проведен анализ этапов развития и внедрения промышленных ИТ.

В последней четверти XX века осуществлялось внедрение интегрированных автоматизированных систем управления (ИАСУ), описанных в работах отечественных и зарубежных ученых: И. В. Балахоновой, В. Ф. Безъязычного, Ф. Бернара, М. Х. Блехермана, Н. Г. Братухина, Д. А. Гаврилова, О. Вейта, С. А. Думлера, Б. Г. Ильясова, Л. А. Исмагиловой, E. Келлера, А. Ф. Колчина, Г. Г. Куликова, А. А. Кутина, В. А. Лещенко, А. И. Левина, И. П. Норенкова, Дж. Орлики, А. В. Речкалова, Е. В. Судова, М. Хаммера, Дж. Хартли, Дж. Чампи, Б. И. Черпакова и др. На этой стадии развития АИС сформировался класс CAD/CAM/CAE-систем, возникли стандарты MRP/MRPII-систем. В ИАСУ впервые решались не только задачи автоматизации отдельных производственных процессов, но и начали реализовываться принципы их интеграции в ЕИП. Это позволило планировать производственные ресурсы предприятия (например, сырье, материалы, оборудование) на основе данных, полученных от поставщиков и потребителей. Также MRP/MRPII-системы позволяли вести про гнозирование, планирование и контроль производства. Вышеуказанный перечень решаемых задач оказался недостаточным для учетно-хозяйственной деятельности предприятия, в результате консалтинговая компания Gartner Group (США) предложила новую концепцию – ERP-системы (в настоящее время термин ERP практически полностью вытеснил термин автоматизированная система управления производством). Концепция ERP включила в себя возможности предшествующих стандартов MRP и MRP-II, а также в нее была внесена возможность управления и анализа деятельности, стратегического планирования ресурсов для распределения и финансового планирования, управление цепочками поставок. Как было отмечено выше, развитие глобализации мировой экономической деятельности привело к постоянному росту конкуренции между машиностроительными предприятиями.

В этих условиях, актуальным остается вопрос эффективности применения ERP-системы при разработке и управлении производством высокотехнологичной продукции создаваемой интегрированными промышленными структурами. На основании анализа реализованных проектов выявлено, что основной причиной трудностей внедрения ERP-систем на машиностроительных предприятиях с дискретным характером производства является явный крен в сторону автоматизации и информатизации финансовых и учетно-хозяйственных БП и откладывание на «потом» (или игнорирование) основных задач автоматизации технической подготовки и оперативного управления производственными БП. Информация в ERP-системе становится неактуальной, пользователи плохо понимают логику работы системы и испытывают затруднения в анализе получаемых данных. Машиностроительные предприятия расходуют огромные суммы, покупая ERP-системы только для решения формализованных задач финансового управления. Контуры ERP-системы, соответствующие классификации APICS, не обеспечивают интегрированного решения задач технической подготовки производства и оперативного управления производством машиностроительного предприятия, ограничиваясь стратегическим планированием, что предопределяет существование значительного функционального и информационного разрыва между вышеуказанными контурами. А именно в этом, неохваченном ИТ слое оперативного управления производством, находится целый класс жизненно важных для машиностроительного предприятия производственных процессов, создающих прибавочную стоимость продукции и оказывающих значимое влияние на эффективность работы предприятия в целом. По оценкам аналитических компаний IDC и Gartner Group, начиная с 2007 года, происходит снижение объема рынка внедрения ERP-систем на машиностроительных предприятиях. Подтверждением этой тенденции является тот факт, что, начиная с 2008 года, к разработке АИС класса PLM приступили ИТ-компании, разрабатывающие ERP-системы: SAP, Oracle Corporation.

Исследование возможностей отечественных и зарубежных разработанных АИС класса PLM показало, что в них реализована лишь интеграция CAD/CAM/CAE/PDM-систем в ЕИП, т.е. БП конструкторской и технологической подготовки производства машиностроительных предприятий. Интеграция PDM- и ERP-систем реализуется на основе структурированных файлов данных и API-интерфейсов. Следствием этого являются следующие недостатки: применение многочисленных процедур синхронизации записей для актуализации набора данных; существенное затруднение процесса параллельного проектирования и оперативного управления производством наукоемкого изделия, а также одновременного доступа пользователей к набору данных изделия.

Результаты анализа внедрения ERP- и PLM-систем на машиностроительных предприятиях использованы для формулирования цели и задач исследования.

Вторая глава посвящена вопросам разработки концептуальной модели, методике синтеза структуры и созданию функциональной модели ИАИС машиностроительного предприятия.

Согласно статистическим данным, собранным аналитической компанией Standish Group (США), из 30000 проектов АИС, обследованных в США в период 1994 по 2009 г.г., успешными оказались не более 24% проектов (были выполнены в срок и в рамках заданного объема финансирования). Анализ показал, что большинство неудач было связано с отсутствием или неправильным применением методологии создания АИС, отвечающих требованиям предприятий.

С точки зрения системного анализа описание создаваемой ИАИС может быть представлено следующей шестеркой компонентов (рисунок 1):

DSys {NSys, PSys, ASys, ISys, ESys, SSys}, где NSys – наименование ИАИС; PSys – цели ИАИС; ASys – общесистемные характеристики ИАИС; ISys – вход ИАИС; ESys – выход ИАИС; SSys – методология создания ИАИС.

Основной компонентой концептуальной модели является методология создания ИАИС машиностроительного предприятия, которая реализуется через конкретные технологии и поддерживающие их стандарты, методики и инструментальные средства, которые обеспечивают реализацию жизненного цикла проекта (ЖЦП или ALM – Application Lifecycle Management) системы.

Методология ЖЦП ИАИС, основанная на системном подходе, является наиболее важным стратегическим фактором для успешного создания и внедрения проекта ИАИС машиностроительного предприятия. Цель создания методологии ИАИС, базирующейся на системном подходе, заключается в организации процесса ЖЦП системы и обеспечения управления этим процессом для того, чтобы обеспечить выполнение требований как к самой ИАИС, так и к характеристикам процесса ее разработки и внедрения.

Рисунок 1 – Концептуальная модель ИАИС предприятия Рассмотрим последовательность реализации предлагаемой методологии создания ИАИС машиностроительного предприятия.

1. Определение платформы ЖЦП ИАИС машиностроительного предприятия.

При выборе платформы ЖЦП ИАИС, прежде всего, учитывались следующие характеристики создаваемого проекта: уровень качества по стандарту CMM (Capability Maturity Model)/CMMI (Capability Maturity Model Integration); область применения (наукоемкие проекты ИАИС или бизнесприложения); методы разработки (итеративные и каскадные); возможность распределенной работы и администрирования прав участников; документиро ванность; возможность управления требованиями; масштабируемость; организация и стоимость тестирования; стоимость внедрения и сопровождения. На основании сравнения вышеуказанных характеристик платформ ЖЦП, для разработки проекта ИАИС машиностроительного предприятия обоснован выбор методологии RUP (Rational Unified Process).

Обоснование технологии создания проекта ИАИС. Выбор CASEтехнологии основывался на следующих ее возможностях: повышение качества создаваемого ПО ИАИС за счет применения графических средств моделирования предметной области, формирования и контроля исходного кода, снижение времени создания проекта, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей ИАИС и оценить его.

Обоснование метода проектирования ФМ проекта ИАИС. Объектноориентированный (ОО) метод проектирования ФМ был выбран на основании следующих его возможностей: реализация структурной декомпозиции БП предприятия; моделирование динамического поведения ИАИС в зависимости от возникающих в ней событий. ОО ФМ ИАИС рассматривается как совокупность взаимодействующих во времени объектов. Проектирование ОО ФМ ИАИС осуществляется по направлению от модели общего представления функциональности к модели динамического взаимодействия объектов системы, на основе которой формируются классы объектов в интегрированной среде разработки ПО. Для ОО проектирования ФМ ИАИС обоснован выбор унифицированного языка моделирования UML. Использование языка UML позволяет реализовать принцип разработки ФМ в качестве самостоятельного и обязательного приложения, определяющего состав, структуру и динамическое поведение будущего ПО ИАИС предприятия (объекты, свойства, методы, связи). При этом подробное описание ФМ создается не на языке программирования, а посредством платформенно-независимого ОО языка визуального моделирования UML.

2. Определение базовых информационных технологий ИАИС машиностроительного предприятия. Для проектирования ИАИС предприятия установлены базовые информационные технологии, которые обеспечивают:

реинжиниринг БП технической подготовки и оперативного управления в ЕИП предприятия, для обеспечения перехода от функциональноориентированной (на основе плановой экономики) к процессорной организации управления предприятием (технология реинжиниринга БП);

описание и визуальное представление электронной структуры изделия (ЭСИ) и придание ему официального статуса. ЭСИ – это не менее сложный промышленный продукт, чем само изделие, требующий применения новых технологий проектирования и управления (технология представления данных);

управление данными об ЭСИ, БП, ресурсами, интеграцию наборов данных между ИАИС и ERP-системами на предприятии (технология управления данными).

алгоритмическое и программное обеспечение функций CAD/CAM/CAE/PDM/FRP/MRP/MES-систем в ЕИП предприятия.

3. Базовая технология реинжиниринга БП машиностроительного предприятия. Синтез структуры ИАИС предприятия. Формирование новой структуры ИАИС предприятия осуществлялся с помощью разработанной методики синтеза, базирующейся на результатах системного анализа: исследование существующих реализаций АИС; анализ взаимодействия в ЕИП предприятия БП бизнес-процессов технической подготовки и управления производством; исследование направлений развития ИАИС.

Исследование существующих реализаций АИС предприятия. Рассматривались три структуры ИАИС, внедряемых на предприятиях.

Первая структура основана на использовании локальных АИС, автоматизирующих отдельные БП средних и малых предприятий. Обмен данными осуществляется через БТД или локальные файлы или файлы БД.

Вторая структура характеризуется преимущественной автоматизацией финансовых и учетно-хозяйственных БП предприятия. Методы интеграции систем на основе специальных групп сотрудников такого предприятия для обработки данных БТД или программного обмена через файлы данных, приводят к многочисленным ошибкам и потере актуальности данных.

Третья структура основана на интеграции в ЕИП предприятия только БП конструкторской и технологической подготовки производства наукоемких изделий. Передача информации из PDM-системы в ERP-систему осуществляется:

на основе структурированных файлов данных (ИСО 10303-21/ГОСТ Р ИСО 10303, ИСО 8879/10744); с помощью прикладного API-интерфейса (ИСО 10303-22).

Применение вышеуказанных методов интеграции систем выявило следующие недостатки:

не возможна реализация параллельных БП технической подготовки и оперативного управления производством;

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»